Design of a preamplifier card for the photomultiplier tubes of a gamma camera / Diseño de una tarjeta preamplificadora para los tubos fotomultiplicadores de una cámara gamma

Abstract The service provided by Gamma Cameras (GC) in Nuclear Medicine departments fails because of their breakdown, generally due to the associated electronics and not to the physical detection components. Therefore, it was decided to develop an electronic system that allows the recovery and optimization of disused GC, starting with the design of the preamplifier for each photomultiplier tube (PMT). The circuit was designed and simulated and the list of components necessary for the construction of the preamplifier was generated, as well as the printed circuit board was designed for its assembly. By simulating the preamplifier, this worked in linear mode. This determines that the amplitude of the output signal is proportional to the amount of charge delivered by the detector. This card allows an automatic adjustment of the signals of the PMTs as modern GC do. Besides, the circuit was designed and simulated for 37 and 75 PMTs, and the printed circuit board was designed for both cases.

Resumen El servicio que prestan las Cámaras Gamma (CG) en los departamentos de Medicina Nuclear falla por roturas de las mismas, generalmente debido a la electrónica asociada y no a los componentes físicos de detección. Por tal razón, se decidió desarrollar un sistema electrónico que permita la recuperación y optimización de las CG en desuso, comenzando con el diseño del preamplificador para cada tubo fotomultiplicador (TFM). Se diseñó y simuló el circuito y se generó la lista de componentes necesarios para la construcción del preamplificador, así como se diseñó la placa de circuitos impresos para su montaje. Al simular el preamplificador este trabajó en modo lineal. Esto determina que la amplitud de la señal de salida sea proporcional a la cantidad de carga entregada por el detector. Esta tarjeta permite un ajuste automático de las señales de los TFMs como lo hacen las CG modernas. Además, se diseñó y simuló el circuito para 37 y 75 TFMs, así como se diseñó la placa de circuitos impreso para ambos casos.

Construcción de un dispositivo para el posicionamiento óptimo del paciente en estudios de gammagrafía mamaria / Construction of a device for optimal positioning of the patient in studies of breast gammagraphy

Los tumores de mama son la causa más común de cáncer en la mujer. El examen ideal para detectar el cáncer de mama es la mamografía. Pero, la misma puede ser dudosa o sus datos no concluyentes, en un importante número de casos, por lo que lleva a procedimientos biópsicos invasivos. El objetivo de este trabajo es optimizar la detección del cáncer de mama por gammagrafía para mejorar el diagnóstico complementario a la mamografía. Para ello, fue diseñado y construido un dispositivo que permite el posicionamiento óptimo del paciente. Los materiales utilizados para su construcción fueron de propiedades poco absorbentes a la radiación gamma. Se evaluó la efectividad de la gammagrafía de mama, utilizando el dispositivo diseñado en dos casos clínicos. En ambos, se confirmó, fehacientemente, el diagnóstico concluyente obtenido por mamografía de casos no dudosos. Se recomendó un protocolo diagnóstico mamografía/gammagrafía que optimizará la selección de pacientes que requieren biopsia.

Breast tumors are the most common cause of cancer in women. The ideal way to detect breast cancer is by a mammography examination. But this test may either be questionable or provide inconclusive data on a significant number of cases, leading to invasive biopsy procedures. The aim of this study is to optimize the detection of breast cancer by gammagraphy to improve the complementary diagnosis provided by a mammography. Consequently and for that reason, a device allowing an optimal patient positioning was designed and built. The materials used for its construction had few gamma radiation absorption properties. The effectiveness of breast gammagraphy was evaluated using by the designed device in two study cases. In both, the definite diagnosis obtained through mammography from doubtful cases was conclusively confirmed. A diagnostic protocol mammogram/gammagraphy was recommended to optimize the selection of patients requiring biopsy.

Evaluación de parámetros tomográficos de una cámara gamma utilizando método Monte Carlo / Evaluation of tomographic ISOCAM Park II gamma camera parameters using Monte Carlo method

En este trabajo se realizó la evaluación de parámetros tomográficos de la cámara gamma Park Isocam II mediante el código Monte Carlo SIMIND. Los parámetros uniformidad, resolución y contraste se evaluaron a través de la simulación del maniquí de Jaszczak. Además, se realizó la evaluación cualitativa del centro de rotación. Los resultados obtenidos en la simulación se evaluaron tomando como referencia las especificaciones del fabricante de la cámara gamma y teniendo en cuenta el Protocolo Nacional de Control de Calidad de Instrumentos de Medicina Nuclear del Centro de Control de Equipos Médicos en Cuba. Se obtuvo un modelo computacional del maniquí de Jaszczak con tres distribuciones diferentes de actividad que se puede usar para realizar estudios con cámaras gamma.

In this paper the evaluation of tomographic ISOCAM Park II gamma camera parameters was performed using the Monte Carlo code SIMIND. The parameters uniformity, resolution and contrast were evaluated by Jaszczak phantom simulation. In addition the qualitative assessment of the center of rotation was performed. The results of the simulation are compared and evaluated against the specifications of the manufacturer of the gamma camera and taking into account the National Protocol for Quality Control of Nuclear Medicine Instruments of the Cuban Medical Equipment Control Center. A computational Jaszczak phantom model with three different distributions of activity was obtained. They can be used to perform studies with gamma cameras.

Análisis de riesgos para el trabajo con un analizador de diagnóstico de cámaras gamma / Risk analysis for working with an analyzer for gamma cameras diagnostic

Se realizó un estudio de los riesgos asociados al trabajo con un analizador para el diagnóstico de cámaras gamma. Para ello se utilizó el método Hazard Rating Number, el cual se basa en la determinación del número de riesgo. Los resultados mostraron que los riesgos con mayor HRN son por electrocución con un valor de 100 y por tocar el contenedor de la fuente con las manos, con 75. Estos riesgos se clasificaron como “Muy Alto” y “Alto” respectivamente. Como “Importante” se clasificaron los siguientes riesgos: caída del contenedor de la fuente (HRN = 25), dosis elevada de la muestra en el contenedor (HRN = 20) y fractura del cristal del detector (HRN = 30). El mal blindaje del contenedor de la fuente (HRN = 10) es un riesgo que se clasificó como “Bajo”. Se indican reglas de seguridad para uso del sistema. También se presenta un plan de acción para la gestión de los riesgos.

In this work, a risk analysis for working with an analyzer for gamma cameras diagnostic was made. The method employed is based on determining the Hazard Rating Number (HRN). The results showed that the risks with higher value of HRN are electrocution with 100 and touch source container with hands with 75. These risks were classified as "Very High" and "High" respectively. The following risks were classified as "Important": Fall of the source container (HRN = 25), high dose of the sample in the container (HRN = 20) and fracture of glass detector (HRN = 30). The wrong shielding of the source container (HRN= 10) is a risk that was classified as "Low". Safety rules for use of the system are indicated. An action plan for risk management is also presented.

Valor diagnóstico de la perfusión miocárdica SPECT con dipiridamol en una población femenina / Diagnostic Value of Myocardial Perfusion SPECT with Dipyridamole in a Female Population

Introducción La gammagrafía de esfuerzo es un método ampliamente utilizado para el diagnóstico de la cardiopatía isquémica, que ofrece además una gran seguridad. Los estudios con estrés farmacológico son una alternativa importante para evocar una situación de estrés. La presentación más tardía de cardiopatía isquémica en mujeres que en hombres y las limitaciones relacionadas con el sexo para la realización de la ergometría han generado interés en el beneficio potencial añadido de la imagen de perfusión de esfuerzo en mujeres. Objetivo Determinar los valores diagnósticos del estudio de perfusión miocárdica con 99mTc-tetrofosmina en protocolo de un día tras estímulo farmacológico con dipiridamol en una población de mujeres, así como la relación con los territorios vasculares coronarios tomando como referencia la coronariografía. Material y métodos Se estudiaron con carácter retrospectivo 149 historias clínicas de mujeres con sospecha de cardiopatía isquémica sometidas a una prueba de perfusión miocárdica y posteriormente a una coronariografía. Resultados Se obtuvieron valores de sensibilidad y especificidad del 94% (93,47%-94,53%) y el 82% (80,94%-83,06%), respectivamente. Por territorio arterial, se obtuvieron valores de sensibilidad y especificidad del 71,62% (70,88%-72,36%) y el 76% (75,27%-76,73%) para la descendente anterior (DA), del 69,09% (68,11%-70,07%) y el 76,84% (76,26%-77,42%) para la circunfleja (Cx) y del 87,23% (86,11%-88,36%) y el 74,51% (73,97%-75,05%) para la coronaria derecha (CD), respectivamente. Conclusiones La gammagrafía de perfusión miocárdica estimulación/reposo con 99mTc-tetrofosmina y dipiridamol, utilizando el protocolo de un día, tiene alta sensibilidad y especificidad para el diagnóstico en mujeres con sospecha de cardiopatía isquémica.

Background Exercise stress scintigraphy is a safe procedure widely used for the diagnosis of ischemic heart disease. Pharmacologic stress testing is an important alternative. The delayed presentation of ischemic heart disease in women, together with a lower diagnostic accuracy of exercise stress testing in this population, has generated interest in the potential benefits provided by myocardial perfusion imaging tests. Objective To determine the diagnostic value of myocardial perfusion images with 99mTc-tetrofosmin in a one day protocol after a pharmacologic stress with dipyridamole in a female population, and the relation with the coronary territories using coronary angiography as a reference technique. Material and Methods In total, 149 clinical charts of women with suspected ischemic heart disease undergoing myocardial perfusion imaging tests and coronary angiography were retrospectively analyzed. Results Sensitivity and specificity were 94% (93.47%-94.53%) and 82% (80.94%-83.06%), respectively. Values of sensitivity and specificity according to coronary territories were 71.62% (70.88%-72.36%) and 76% (75.27%-76.73%) for the left anterior descending (LAD) artery, 69.09% (68.11%-70.07%) and 76.84% (76.26%-77.42%) for the left circumflex (LCx) coronary artery, and 87.23% (86.11%-88.36%) and 74.51% (73.97%-75.05%) for the right coronary artery (RCA), respectively. Conclusion Myocardial perfusion scintigraphy with 99mTc-tetrofosmin and dipyridamole using a one day stress-rest protocol has high sensitivity and specificity for the diagnosis of ischemic heart disease in women.